[0001] Die Erfindung betrifft eine Walze oder Rolle aus einem Basiskörper aus faserverstärktem
Kunststoff und eine den äußeren Rollenmantel mindestens zum Teil bedeckende, verschleißfeste
Schicht sowie ein Verfahren zur Herstellung einer derartigen Walze oder Rolle. Insbesondere
betrifft die Erfindung gattungsgemäße Rollen oder Walzen für Zwecke der Bahnführung,
Umlenkung, zum Transport oder zum Auf- und Abwickeln von Papier-, Folien- oder Stoffbahnen.
[0002] Bei der Herstellung und Verarbeitung von Papier, von Kunststoffen oder sonstigen
Stoffen in Form von Bahnen werden heute für den Transport, die Führung, das Umlenken
und das Auf- bzw. das Abwickeln Walzen aus Metall oder aus mit Fasern verstärktem
Kunststoff verwendet. Metallische Walzen lassen sich mit hoher Präzision zu vergleichsweise
günstigen Kosten herstellen. Ihre Oberfläche kann den jeweiligen Anforderungen bezüglich
Oberflächenrauhigkeit, -Härte, Abrasions- oder Korrosionsverhalten problemlos angepaßt
werden. Der Nachteil dieses Walzentyps liegt in seiner hohen Masse und damit Trägheit.
Metallische Walzen sind infolgedessen hohen Fliehkräften mit der Gefahr von Verformungen
oder unruhigem Lauf ausgesetzt, die Antriebskräfte sind vergleichsweise hoch und an
den Massenausgleich werden hohe Anforderungen gestellt. Die große Masse solcher Walzen
muß zudem bei der konstruktiven Auslegung der Maschinen und Anlagen berücksichtigt
werden und führt dort zu entsprechend schweren und damit aufwendigen Rahmen-, Lager-
und Antriebsausführungen. Diese Nachteile weisen aus mit Fasern, speziell aus mit
Kohlenstoffasern verstärkten Kunststoffen bestehende Walzen nicht auf. Derartige Walzen
haben gegenüber Metallwalzen bei gleicher Biegesteifigkeit, verbesserter Formhaltigkeit
und guter Korrosionsbeständigkeit eine wesentlich geringere Masse, was große Vorteile
im dynamischen Verhalten und in der Anlagenauslegung mit sich bringt (DE-GM 83 22
639). Ein wesentlicher Nachteil der Walzen aus faserverstärktem Kunststoff ist ihre
geringe Abriebfestigkeit. Zur Überwindung dieses Nachteils wurden Verfahren zum Beschichten
der Oberflächen derartiger Walzen entwickelt, mit Hilfe derer ein- oder mehrlagige
metallische oder auch keramische Schichten auf der äußeren Mantelfläche der Walzen
erzeugt werden konnten, die den Anforderungen der konkurrierenden Metallwalzen bezüglich
Abrasionsbeständigkeit in Verbindung mit anderen Oberflächeneigenschaften wie z.B.
Rauhigkeit, Struktur oder elektrischer Leitfähigkeit entsprachen. Zur Aufbringung
derartiger verwendbarer Beschichtungen bediente man sich neben galvanischer Verfahren
(DE-GM 84 06 019.0) fast ausschließlich thermischer Spritzverfahren, wie z.B. dem
Plasma- oder Flammspritzen. Verfahren dieser Art sind den Patentschriften GB 887,366,
CH 538 549, DE 35 27 912 oder DE 38 44 290 zu entnehmen. Alle Beschichtungen nach
diesen Verfahren erfordern hohen Aufwand und dennoch sind Haft- und Schlagfestigkeit
der aufgetragenen Schichten häufig nicht voll befriedigend. Diese Umstände haben dazu
geführt, daß die an sich wünschenswerte Verwendung faserverstärkter Walzen bis jetzt
nicht in dem Umfang Eingang in die industrielle Technik gefunden hat, wie es aufgrund
der hervorragenden gewichtsbezogenen Festigkeitswerte dieses fortschrittlichen Walzenwerkstoffs
zu erwarten gewesen wäre.
[0003] Der Erfindung lag deshalb die Aufgabe zugrunde, eine Walze oder Rolle aus mit Fasern,
insbesondere aus mit Glas- oder Kohlenstoffasern verstärktem Kunststoff zu schaffen,
die unter voller Beibehaltung der guten materialspezifischen Eigenschaften von Walzen
oder Rollen aus faserverstärktem Kunststoff eine abrasionsfeste, rißfreie, gegenüber
Abplatzungen nicht anfällige, hinreichend korrosionsbeständige und im Vergleich zu
den bisher gebräuchlichen Oberflächenbeschichtungen mit nur geringem Aufwand erzeugbare
Oberflächenbeschichtung hat. Eine weitere Aufgabe bestand darin, ein rationelles,
preiswertes Verfahren zur Herstellung einer derartigen Walze oder Rolle anzugeben.
[0004] Die Aufgabe wird mit den kennzeichnenden Merkmalen der Ansprüche 1 und 13 gelöst.
Die Ansprüche 2 bis 12 enthalten Ausgestaltungen der Erfindung.
[0005] Ein erosionsbeständiger, lackförmiger Überzug auf Kunststoffsubstanzen ist aus der
europäischen Patentanmeldung Nr. 0 273 298 A2 bekannt. Er wird dort auf Basis eines
aus CrO₃, H₃PO₄, H₃PO₃ und AlPO₄ bestehenden Bindemittels, dem Aluminium- oder Titanpulver
beigemischt ist, durch Auftragen auf die Kunststoffoberflächen und Einbrennen bei
einer Temperatur, die der Härtungstemperatur von heißhärtenden Epoxidharzen entspricht,
erzeugt. Nachteilig an diesem Verfahren ist die Notwendigkeit zum Arbeiten mit Säuren
und dem stark giftigen CrO₃. Eine Anpassung der Oberflächenbeschaffenheit an unterschiedliche
betriebliche Anforderungen ist nur in sehr engen Grenzen möglich und die Haftfestigkeit
der Schicht ist für die Verwendung auf schnell rotierenden Walzen unter ständiger
Produktberührung nicht ausreichend. Nach der Offenlegungsschrift DE 36 13 060 A1 wird
eine Mischung aus einem Kunstharzbindemittel und einem Füller aus versilbertem Kupferpulver
in Verbindung mit Graphitpulver zur Herstellung eines elektrisch leitfähigen Kunstharzüberzugs
verwendet. Zum Auftragen der Schicht bedient man sich der üblichen Lackauftragverfahren.
Der Ersatz von mit aufwendigen thermischen Spritzverfahren hergestellten, gegen Rißbildungen
und Abplatzungen empfindlichen, abrasionsfesten, durch dynamische Kräfte belasteten
Schichten durch eine erfindungsgemäße Schicht wird dadurch nicht nahegelegt.
[0006] Auf dem Gebiet der mit abrasionsfesten Oberflächenschichten ausgestatteten Walzen
aus mit Fasern verstärkten Kunststoffen für die Druck-, die papierverarbeitende oder
die folienherstellende sowie -verarbeitende Industrie ist immer wieder versucht worden,
die auf galvanischem Wege oder die durch thermische Spritzverfahren aufgebrachten
Schichten bezüglich ihrer Haftung auf dem Substrat und bezüglich des Zusammenhalts
mehrerer zum Zwecke der Erreichung bestimmter Oberflächeneigenschaften der Walze übereinander
aufgetragener Schichten zu verbessern. Man sah offensichtlich andere Möglichkeiten,
diesen Walzentyp zu verbessern, als nicht erfolgversprechend an. Es war deshalb höchst
überraschend, als festgestellt wurde, daß zu einem hohen Anteil mit abrasionsfesten
Pulvern gefüllte Kunstharze oder Kunstharzlösungen nach deren Auftrag auf die Oberfläche
der Walzen oder Rollen zu einem festhaftenden, abrasionsfesten Überzug verarbeitet
werden konnten.
[0007] Die auf dem Basiskörper aus einem faserverstärkten Kunstharz unlösbar haftendende,
verschleißfeste Schicht besteht aus einem als Matrix für den Füller dienenden verfestigten
Kunstharz, das gleichzeitig die Haftung auf dem Basiskörper vermittelt und aus einem
in die Matrix gleichmäßig verteilt eingebetteten, pulverförmigen Füller aus abrasionsfesten
Material.
[0008] Die Matrix kann aus jedem thermoplastischen oder duroplatischen Kunstharz bestehen,
das sich, gegebenenfalls nach Zusatz eines geeigneten Lösungsmittels, einem Lack ähnlich
verarbeiten läßt und nach dem Auftragen und Verfestigen einen, auch unter dynamischen
Betriebsbedingungen, d.h. unter Dauerbelastung durch Fliehkräfte in Verbindung mit
zonenweiser Druckbelastung formstabilen, maßhaltigen Überzug ergibt. Preiswerte Thermoplasten
dieser Art sind z.B. PVC-Organosole. Bevorzugt werden jedoch Duroplasten wie Epoxid-,
ungesättigte Polyester-, Furan-, Phenolformaldehydharze oder duroplastisches Methylmethacrylatharz
verwendet. Aus der Gruppe der Duroplasten haben sich insbesondere Epoxidharze als
vorteilhaft erwiesen.
[0009] Der Füller kann aus jedem in Pulverform verfügbaren abrasionsfesten Stoff bestehen.
Aus der Vielzahl der Stoffe, die der Fachmann hier kennt, seien als Bespiele die Oxide
Al₂O₃, SiO₂, TiO₂, Cr₂O₃, Zr₂O₃, Y₂O₃, Mischoxide, insbesondere solche vom Spinelltyp,
Silicate, Titanate, Carbide, Nitride, Boride oder Silicide der Übergangsmetalle von
Titan, Zirkon, Vanadin, Chrom, Molybdän, Wolfram, insbesondere Siliciumcarbid, Titancarbid,
Wolframcarbid, Chromcarbid, außerdem Borcarbid, kubisches Bornitrid, Aluminiumnitrid,
Carbobornitrid, Siliciumnitrid, Aluminiumborid, Siliciumborid, Bor oder Silicium und
desweiteren Hartlegierungen aus den Elementen Nickel, Cobalt, Eisen, Molybdän, Silicium,
Aluminium, Bor aufgeführt. Die Hartstoffe können für sich allein oder in Mischungen
untereinander den Füller bilden. Um eine preiswerte Walze oder Rolle herzustellen,
werden bevorzugt die weniger teuren abrasiven Pulver, z.B. Al₂O₃, SiO₂, TiO₂, Cr₂O₃
oder daraus hergestellte Produkte sowie SiC, Borcarbid, Spinelle, Silikate oder Hartlegierungen
von Übergangsmetallen, gegebenenfalls mit Aluminium oder Bor als zusätzlichen Legierungsbestandteilen
verwendet. Durch Wahl des geeigneten Hartstoffpulvers oder einer entsprechenden Pulvermischung
in Verbindung mit der Wahl eines passenden Matrixharzes und Füllgrades mit Füller,
sowie gegebenenfalls einer geeigneten Oberflächennachbehandlung können die Eigenschaften
der verschleißfesten Schicht dem jeweiligen Anwendungsfall angepaßt werden. Um der
verschleißfesten Schicht die gewünschten Eigenschaften zu verleihen und die Verarbeitbarkeit
des Kunstharz/Füller-Lacks sicherzustellen, liegt die Korngröße des jeweils eingesetzten
Füllstoffs zwischen 1 und 100 µm, vorzugsweise zwischen 5 und 70 µm. Der Füller wird
in einer Menge von 20 bis 70, vorzugsweise von 30 bis 50 Vol.-%, bezogen auf die aus
Füller und ausgehärtetem Kunstharz bestehende Masse verwendet. Mengen von weniger
als 20 Vol.-% sind möglich, doch treten dann die Oberflächeneigenschaften des Matrixharzes
zu stark hervor und der beabsichtigte Effekt tritt nicht ein. Bei Verwendung von mehr
als 70 Vol.-% Füller ist die Masse nur noch schwer oder gar nicht verarbeitbar und
die ausgehärtete Schicht hat nicht mehr die erforderliche Festigkeit. Die Stärke der
auf dem Basiskörper haftenden verschleißfesten Schicht beträgt mindestens 10 und höchstens
2000 µm. Vorzugsweise werden Schichtdicken von 50 bis 200 µm angewendet, da diese
in einem aus Auftragen und Härten bestehenden Arbeitsgang erzeugt werden können. Die
Herstellung stärkerer Schichten bedarf mindestens mehrerer Zwischenschritte zum Auftragen
und Verfestigen.
[0010] Der Basiskörper hat die Form eines Hohlzylinders, dessen Mantel aus verstärkenden
Endlosfasern, oder aus auf textile Weise miteinander verknüpften, flächigen Gebilden
wie z.B. Geweben und einem Matrixharz besteht. Die Basiskörper werden nach bekannten
Verfahren des Standes der Technik (s. DE-PS 35 27 912 oder DE-OS 37 15 894), z.B.
durch Umwickeln oder Belegen eines Dornes mit mit Matrixharz getränkten Fäden oder
Geweben unter Beachtung bestimmter Faserorientierungen bis zu einer gewünschten Schichtdicke,
Aushärten des Wickelkörpers und Abziehen von dem Dorn hergestellt. Die für Verstärkungszwecke
für diesen Zweck bevorzugt verwendete Faserart ist wegen ihres geringen Gewichts in
Verbindung mit hoher Festigkeit und Steifigkeit die Kohlenstoffaser. Der Begriff Kohlenstoffaser
umfaßt hier gleichermaßen Graphitfasern. Für die Verstärkung können auch andere bekannte
Fasern herangezogen werden, insbesondere Glasfasern oder Fasern aus Polyarylamiden.
Die Matrix des Basiskörpers kann aus jedem geeigneten Kunstharz bestehen, wobei die
duroplastischen Kunstharze bevorzugt werden. Eine besonders gut auf dem Basiskörper
haftende und außerdem dichte, porenfreie Schicht, in der die Füllerbestandteile fest
eingebunden sind, wird bei Verwendung von Epoxidharzen für die Matrix des Basiskörpers
und für die Matrix der auf diesem befindlichen Beschichtung erhalten. Natürlich können
erfindungsgemäße abrasionsfeste Schichten auch auf nicht mit Fasern verstärkten Kunststoffwalzen
oder auf Metallwalzen aufgebracht werden. Derartigen Walzen fehlen jedoch mehrere
wesentliche Vorteile der erfindungsgemäßen Walzen.
[0011] Das Herstellen der Ausgangsmasse für das Aufbringen der verschleißfesten Schicht
geschieht auf allgemein üblichem Wege durch intensives Vermischen der nach Rezeptur
vorgegebenen Komponenten. Die erhaltene Mischung wird dann durch Tauchen, Aufstreichen,
Aufbürsten oder Aufspritzen oder durch ein anderes Verfahren zum Aufbringen eines
Anstrichs auf die äußere Oberfläche des Mantels des Basiskörpers aufgetragen. Als
besonders rationell hat sich das Aufspritzen auf einem über eine Automatik gesteuerten
aus im wesentlichen einer Drehvorrichtung und einem traversierenden, die Spritzeinrichtung
z.B. eine Airless-Spritzpistole haltenden Support bestehenden Automaten erwiesen.
Die für das jeweils gewählte Auftragsverfahren günstigste Konsistenz der Ausgangsmasse
wird durch Zugabe eines geeigneten Lösungsmittels eingestellt. Nach erfolgtem Auftrag,
der auch durch Aufbringen mehrerer übereinanderliegender Schichten vorgenommen werden
kann, wird der Basiskörper so lange weiter gedreht, bis gegebenenfalls in der Schicht
befindliches Lösungsmittel weitgehend verdampft und die Schicht soweit verfestigt
ist, daß sie ihre Form behält. Der beschichtete Körper wird dann einer Behandlung
unterzogen, die zum vollständigen Aushärten der aufgebrachten Schicht und einer festen
Verankerung der Schicht auf dem Basiskörper führt. Die Art der Behandlung richtet
sich nach den Erfordernissen des verwendeten Kunstharzes. Bei duroplastischen Harzen
ist dies häufig eine thermische Behandlung, die nach einem bestimmten Programm abläuft.
Nach dem Aushärten, bzw. endgültigen Verfestigen wird die Oberfläche der aufgebrachten
Schicht in an sich bekannter Weise durch Glätten, Polieren oder Aufrauhen dem vorgegebenen
Verwendungszweck angepaßt. Beispielsweise werden die Oberflächen von Bahnführungswalzen
aufgerauht, um ein Entweichen der mit der Materialbahn zwischen die Walze und die
Materialbahn eingezogenen Luft zu ermöglichen.
[0012] Neben den bereits beschriebenen Vorteilen kann eine erfindungsgemäße Walze, wenn
ihre Oberfläche nach entsprechendem Gebrauch den an sie gestellten Anforderungen nicht
mehr genügt, dadurch wiederverwendet werden, daß die alte Oberflächenschicht entfernt,
z.B. abgedreht wird und auf die neu vorbereitete, alte Basiswalze eine neue Oberflächenbeschichtung
aufgetragen wird. Dies führt zu einer weitern Senkung der Betriebskosten für erfindungsgemäße
Walzen und hat einen die Umwelt entlastenden Effekt.
[0013] Zusammengefaßt hat die Erfindung folgende Vorteile:
Unter Beibehaltung der guten massespezifischen mechanischen, insbesondere dynamischen
Eigenschaften einer Walze aus faserverstärktem Kunststoff mit einer galvanisch oder
durch ein thermisches Spritzverfahren aufgebrachten abriebfesten Schicht ist die Herstellung
der erfindungsgemäßen Walze wesentlich preiswerter, die abrasionsfeste Schicht haftet
unlösbar auf dem Basiskörper, neigt nicht zu Abplatzungen oder Rißbildung, kann an
unterschiedliche betriebliche Anforderungen leicht angepaßt und sie kann nach Abtragen
einer ersten, verbrauchten Schicht unter Verwendung der gleichen Basiswalze wieder
erneuert werden.
[0014] Die Erfindung wird im folgenden anhand zweier Ausführungsbeispiele erläutert. Sie
ist jedoch nicht auf die Ausführungsformen dieser Beispiele beschränkt.
Beispiel 1
Vorbereitung der Basiswalze:
[0015] Eine Basiswalze aus mit Kohlenstoffasern verstärktem Epoxidharz, Innendurchmesser
90 mm, Außendurchmesser 100 mm, Länge 2000 mm, die aus im Wechsel mit 12° Neigung
gegen die Senkrechte positionierten C-Faser-Wickellagen aufgebaut worden war, wurde
in eine Drehbank eingespannt und an ihrem Umfang auf 0,15 mm unter das vorgegebene
Durchmesserendmaß abgeschliffen. Nach dem sorgfältigen Abblasen mit ölnebelfreier
Preßluft war der Basiskörper für den Beschichtungsvorgang vorbereitet. Herstellung
der Spritzlösung:
Rezeptur: |
|
Gew.-Teile; |
Vol.-% |
Epoxidharz L 20 (Fa. Bakelite) |
21,1 |
37,7 |
Epoxidharzhärter SL (Fa. Bakelite) |
7,2 |
12,9 |
Legierung aus 97 Gew.-% Al₂O₃ und 3 Gew.-% TiO₂ (GTV Nr. 40.01), Körnung 5 bis 25
µm |
63,3 *) |
35,2 |
Ethanol |
8,4 |
24,2 |
*) diese Menge entspricht ca. 41 Vol.-% Füller, bezogen auf die ausgehärtete Schicht. |
[0016] Die Rezepturbestandteile wurden unter Rückbehalt eines geringen Anteils an Ethanol
mit einem Turborührer intensiv gemischt und dann durch Zugabe weiteren Lösungsmittels
auf eine Viskosität eingestellt, die einer Auslaufzeit aus einem Auslaufbecher nach
DIN 53211, Volumen 100 ml, Auslaufdüse 4 mm, von 42 DIN-sec entsprach.
[0017] Zum Spritzen der so hergestellten Flüssigkeit auf den Basiskörper wurde eine automatisch
steuerbare, mit einem Support versehene Wickel-, bzw. Beschichtungsmaschine verwendet.
Die Flüssigkeitsspritzeinrichtung (Spritzpistole vom Typ Sata Jet, Hersteller Fa.
Sata, Ludwigsburg) war am Support befestigt. Nach Inbetriebnahme der Maschine wurde
während dreier Übergänge des Spritzwerkzeugs über den Basiskörper eine 80 µm stark
Schicht unter Anwendung der folgenden Spritzparameter erzeugt:
Abstand Spritzdüse-Walze |
33 cm |
Drehzahl des Basiskörpers |
150 min⁻¹ |
Vorschub des Supports |
10 cm · min⁻¹ |
Durchmesser der Spritzdüse |
2,5 mm |
Luftmenge, Einstellung |
maximal |
Druck |
4 bar |
Materialmenge, Einstellung |
3,2 |
[0018] Nach ca.10-minütigem Ablüften unter Drehen wurde die Walze aus der Beschichtungseinrichtung
genommen und die aufgebrachte Schicht in einem Umlufttrockenschrank unter folgenden
Bedingungen gehärtet:
- Halten bei Raumtemperatur 24 Std.
- Aufheizen auf 80 °C während 1 Std.
- Haltezeit bei 80 °C 15 Std.
- Nach Ausschalten der Heizung, Abkühlung auf Raumtemperatur.
[0019] Nach der Entnahme aus dem Trockenschrank wurde die Walze zur Erzielung einer glatten,
dichten, fehlerfreien Oberfläche unter Rotieren mit einem Schmirgelleinen (Körnung
180) leicht überschliffen und so gebrauchsfertig gemacht.
[0020] Eine andere, nach dem gleichen Verfahren hergestellte Walze wurde für die Verwendung
als Bahnführungswalze zusätzlich noch durch Sandstrahlen mit Korund, Körnung 0,3 bis
0,6 mm aufgerauht.
Beispiel 2
[0021] Eine Oberflächenschicht entsprechend Versuch 1, Nachbearbeitungsvariante 2, deren
Oberfläche aufgerauht ist, wurde auf folgende Weise auf direktem Wege erzeugt:
[0022] Eine wie für Versuch 1 hergestellte Basiswalze wurde mit einem Diamantdrehstahl auf
ein gegenüber dem Durchmessersollmaß der fertigen, beschichteten Walze um 0,2 mm geringeres
Durchmessermaß abgedreht und danach mit ölfreier Preßluft abgeblasen. Die Spritzlösung
wurde auf Basis der folgenden Rezeptur wie bei Versuch 1 beschrieben, hergestellt:
Rezeptur: |
|
Gew.-Teile; |
Vol.-% |
Epoxidharz L 20 (Fa. Bakelite) |
17,4 |
31,1 |
Epoxidharzhärter SL (Fa. Bakelite) |
5,9 |
10,6 |
Legierung aus 97 Gew.-% Al₂O₃ und 3 Gew.-% TiO₂ (GTV Nr. 40.01), Körnung 5 bis 25
µm |
70,0 *) |
39,0 |
Ethanol |
6,7 |
19,3 |
*) diese Menge entspricht ca. 48 Vol.-% Füller, bezogen auf die ausgehärtete Schicht. |
[0023] Nach dem Mischen der Rezepturbestandteile entsprach die Viskosität 100 DIN-sec (DIN
53211).
[0024] Das Aufspritzen der hergestellten Spritzflüssigkeit geschah auf der gleichen Wickel-,
bzw. Beschichtungsmaschine wie bei Versuch 1, jedoch unter folgenden Bedingungen:
Abstand Spritzdüse-Walze |
47 cm |
Drehzahl des Basiskörpers |
150 min⁻¹ |
Vorschub des Supports |
15 cm · min⁻¹ |
Durchmesser der Spritzdüse |
2,5 mm |
Luftmenge, Einstellung |
maximal |
Druck |
4 bar |
Materialmenge, Einstellung |
3,6 |
[0025] Es wurde in fünf Spritzübergängen über den Basiskörper eine insgesamt 100 µm starke
Schicht aufgebracht, die visuell einen rauhen Eindruck machte. Nach dem Ablüften und
Aushärten der aufgetragenen Schicht, das beides wie unter Versuch 1 vorgenommen wurde,
wurde die Walzenoberfläche noch durch Aufsprühen von Siliconharz hydrophobiert. Die
so hergestellte Walze war ohne weitere Bearbeitungsschritte als Bahnführungswalze
für den ölfarbenbetrieb einer Rollendruckmaschine geeignet.
[0026] Die Haftfestigkeit erfindungsgemaßer Schichten wurde mit einem Abreißtest geprüft.
In keinem der Tests wurde die abrasionsfeste Schicht in der Verbindungszone zur Basiswalze
getrennt. Delaminierungen innerhalb der Schicht traten ebenfalls nicht auf.
1. Walze oder Rolle aus einem Basiskörper aus faserverstärktem Kunststoff und einer den
äußeren Rollenmantel mindestens zum Teil bedeckenden verschleißfesten Schicht,
dadurch gekennzeichnet, daß
die verschleißfeste Schicht aus einer Mischung aus einem Kunstharz und 20 bis 70 Vol.-%
eines verschleißfesten pulverförmigen Füllers, bezogen auf die Gesamtmischung im ausgehärteten
Zustand, besteht und die verschleißfeste Schicht auf der Oberfläche des Basiskörpers
unlösbar haftet.
2. Walze oder Rolle nach Patentanspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Matrix der verschleißfesten Schicht aus einem härtbaren Kunstharz aus der Gruppe
Epoxid-, ungesättigtes Polyester-, Furan-, Phenolformaldehyd- oder duroplastisch härtendes
Methylmethacrylatharz besteht.
3. Walze oder Rolle nach den Patentansprüchen 1 und 2,
dadurch gekennzeichnet, daß
der Füller aus einem gegen Abrieb beständigen keramischen oder metallischen Material
oder aus einer Kombination aus mehreren dieser Materialien besteht.
4. Walze oder Rolle nach den Patentansprüchen 1, 2 oder 3,
dadurch gekennzeichnet, daß
der Füller aus mindstens einem keramischen Material aus der Gruppe Al₂O₃, SiO₂, TiO₂,
Cr₂O₃, Zr₂O₃, Siliciumcarbid, Titancarbid, Wolframcarbid, Chromcarbid, Borcarbid,
Aluminiumnitrid, Carbobornitrid, Siliciumnitrid, Aluminiumborid, Siliciumborid, Bor,
Silicium oder kubischem Bornitrid besteht.
5. Walze oder Rolle nach den Patentansprüchen 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet, daß
der Füller aus mindestens einem Reaktionsprodukt von MgO oder von CaO mit Al₂O₃, SiO₂,
TiO₂, Cr₂O₃, Zr₂O₃ in Pulverform besteht oder zusätzlich mindestens ein pulverisiertes
Material aus der in Anspruch 4 angegebenen Gruppe von Stoffen enthält.
6. Walze oder Rolle nach den Patentansprüchen 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet, daß
der Füller zusätzlich zu den in den Ansprüchen 4 und 5 bezeichneten Stoffen mindestens
eine Hartstofflegierung aus mindestens zwei der Elemente Ni, Co, Mo, Si, Fe, Al, B,
in Pulverform enthält.
7. Walze oder Rolle nach den Patentansprüchen 1, 2 und 3,
dadurch gekennzeichnet, daß
der Füller aus mindestens einer Hartstofflegierung aus mindestens zwei der Elemente
Ni, Co, Mo, Si, Fe, Al, B in Pulverform besteht.
8. Walze oder Rolle nach den Patentansprüchen 1 bis 7,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Dicke der verschleißfesten Schicht zwischen 10 und 2000 µm beträgt.
9. Walze oder Rolle nach den Patentansprüchen 1 bis 8,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Größe der Füllstoffkörner zwischen 1 und 100 µm beträgt.
10. Walze oder Rolle nach den Patentansprüchen 1 bis 9,
dadurch gekennzeichnet, daß
der Basiskörper aus einem mit Kohlenstoffasern verstärkten Kunststoff besteht.
11. Walze oder Rolle nach den Patentansprüchen 1 bis 9,
dadurch gekennzeichnet, daß
der Basiskörper aus einem mit Glasfasern verstärkten Kunststoff besteht.
12. Walze oder Rolle nach den Patentansprüchen 1 bis 11,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Matrix des Basiskörpers und die Matrix der verschleißfesten Schicht aus einem
Epoxidharz besteht.
13. Walze oder Rolle nach den Patentansprüchen 1 bis 12,
dadurch gekennzeichnet, daß
die verschleißfeste Schicht auflackiert ist.
14. Verfahren zur Herstellung einer Walze oder Rolle aus einem Basiskörper aus faserverstärktem
Kunststoff und einer verschleißfesten Schicht gemäß einem der Ansprüche 1 bis 13,
dadurch gekennzeichnet, daß
eine speziell bezüglich ihres Außendurchmessers auf ein bestimmtes Ausgangsmaß bearbeitete
Walze oder Rolle aus mit Fasern verstärktem Kunststoff längsachsenzentriert in eine
mit einem Support ausgerüstete Drehvorrichtung eingespannt und danach in Drehung versetzt
wird, sodann auf die zylindrische Oberfläche der Rolle oder Walze mittels einer an
dem Support befestigten Flüssigkeitsspritzvorrichtung bei vorgegebenem Vorschub des
Supports und vorgegebener Drehzahl der Walze oder Rolle eine 20 bis 200 µm dicke Schicht
eines Kunstharzlacks, der in dispergierter Form ein verschleißfestes Pulver mit einer
Korngröße zwischen 2 und 100 µm in einer Menge von 30 bis 55 Vol.-%, bezogen auf die
gesamte aufzuspritzende Masse enthält,
aufgespritzt wird,
unter weiterem Rotieren der Walze,
gegebenenfalls unter Verdampfen von in der aufgebrachten Schicht enthaltenem Lösungsmittel
die Lackschicht wenigstens zum Teil, jedoch bis zur Formstabilität verfestigt wird,
sodann die Walze in eine Härtungsvorrichtung, die gegebenenfalls beheizt werden kann,
überführt und die verschleißfeste Schicht ausgehärtet wird.